安全高效的边角残采煤回采.pdf

安 全高 效的 边角 残采 煤回 采 双鸭山矿业集团 李忠林邢伟印 产量效益是衡量一个矿井好坏的标准 ， 高产高效 低耗的开采技术． 直接影响着矿井的产量效益。为实 现高效低耗． 我们新安矿 自9 6年底开始． 组建了残采 队。 以房柱式的开采方式 ， 进行开采综采的边角煤， 生 产过程中实现了月产原煤 7 5 0 0吨， 每工效率 9 ．6吨的 好成绩 ， 吨煤降低成本 9 ． 3 4 元 ． 同时实现了安全生产。 本文分析论证了此项开采技术。 一 、安全技术的可行性 1 、 地质概况 该队组一直开采新安矿一采 区十层 煤， 煤层厚度 3 ． 8 _ 4 10米 ． 倾角 1 0度至 1 4度 ， 复煤结 构。 含 3 5 层夹矸． 硬度中等 ， 节理裂隙不发育． 瓦斯 等级低． 自然发火期 3至6个月， 煤质为长焰煤 ． 含水 性无。煤层顶板无伪顶 ， 直接顶为灰白色粗砂岩， 层厚 度 1 7 ． 4米， 巨厚层状， 坚硬完整。从开采范围内的综 采、 高档工作面初放顶经验得 出． 该放顶步距均在 4 o 米以上， 放顶面积不小于 8 O O O平方米 ， 上述足可以说 明其顶板的完整性。 2 、 工作面设计 该队组， 开采综采回采初期及收 尾后的边角煤。下面以开采过的工作面为倒． 具体 一 述其开采的安全技术可行性 根据地质条件． 煤层厚 度 3 ． 8 _ 4 10米， 顶板完整坚硬不易冒落的特点 ． 结合该 快煤走向． 倾向长度不大． 两侧断层相距较近 ． 上高档 又不利安全． 我们在保证工作面回采率 ． 而又服从于 安全、 经济生产的前提下． 采取了房柱式开采工艺 ． 具 体设计如下 1 巷道及煤房布置方式 在两侧断层中问首先 布置残采切眼． 然后在残采切 眼的两邦 ． 间距 9米布 置一个煤房 ． 各个煤房的尾部施工联络川 ． 使其相互 贯通以保证通风的需要。 2 巷道及煤房断面设计 柱状 图 1 2 0 0 根据地质资料 ． 判定为残采切眼及煤房的顶板围 岩类别为一类 ． 其主要特征为 岩体结构 整体状及层 问结合 良好的厚层状结构 构造影响程度、结构面发育情况和组合状态 构 造影响轻微， 儡有小断层 ． 结构面不发育 ， 仅有两到三 组。 平距问距大于0 ．8米 ． 以厚生和构造节理为主， 多 数闭合． 无泥质充填 ． 不贯通 ． 层问结合良好 ， 一般不 出现不 稳定块 体 。 毛硐稳定情况 毛硐跨度 5 1 0米时 ． 长期稳定， 一 般元碎块掉落。 根据以上特征和设计参数表， 当巷道断面跨度小于等 于 5 米时． 可以不设计支护， 为安全起见． 我们把残采 切眼煤房的跨度设计为 5 米 临界跨度 。支护定为 1 ． 6米的金属倒楔式锚杆．三捧矩形 1 ． 5 - 1 ． 5米布置； 残采切眼及煤房的设计高度 ， 在保证工作面回采串的 前提下， 考虑到施工难度， 我们将高度设计为 3 ． 5米。 为防煤体片邦， 断面设计为倒梯形， 以减少巷道上部 表 1 煤体滑移片邦的机率。 3 工作面装煤及运输 工作面落煤方式采用的 是打眼曩破的方法进行， 打眼采用 Y r - 2 3型风动誊岩 机进行 。 运输，残采切眼内采用两台 S G W- 4 O T刮板输送 机进行 。工作面装煤采用 P - 3 0 B改装型耙斗装煤机 ， 直接由工作面拉出，装人残采切眼漓子内运出工作 面 。见施 工布置 图 。 4 1 - 作面通风管理 该区域范围内， 瓦斯涌出量 较低． 煤的自燃发期较长 6个月 ， 根据以上条件． 我们 做了以下的设计 残采切眼．根据计算 ．采用了 I B 1 ’ 一 5 2型轴流式扇风 机． 采用压人式的通风方法进行供风。残采切眼与回 风巷贯通后 ． 形成闭式通风系统 ， 工作面配以一定量 的风量以保证工作面生产的需要 ， 各个煤房以掘进方 式施工时． 均以风机供风 ． 煤房施工尾部 ． 施工联络川 与回风巷相透 ． 保证各个残采川内有一定风量， 回采 完后将残采切眼的上下两头， 用专石闭封死 、 封严 ； 以 免瓦斯集聚和煤层 自燃发火。 5 从工作面的回采宰上 ． 保证了设计要求 以往 在该层煤施工的各个高档工作面中， 实际回采率只有 J ／ Q Dx l 0 0 ％ 3 ．8 ／ 2 ．2 5 8 ％ d Md ， Q j M j 说明 C g ， 高档工作面回采率。 O d ． 高档工作面地质可采储量。 0 J ． 高档工作面实际采出量； M d ， 煤层高度。 Mj ． 高档工作面回采高度 根据地质条件及现有 技术水平， 高档采高设计为 2 ．2米 。 采用房柱式开采方式． 工作面回采率 c F Q ￡ i ／ Q d x l X ％-- 6 1 3 3 ／ 9 6 0 0 6 4 ％ Mi 3 s i R． 9 a Md S d R 说明 C F ． 房柱式开采工作面回采率。 O d ． 工作面地质可采储量。 Q r j ． 房柱式开采工作面实际采出量。 M ， 房柱式开采工作面采高设计 3 ．5米。 S F ． 房柱式开采工作面可采面积。R， 煤容重。 s d 。 工作面可采面积， 根据资料 ， s d ， 工作面可采 面积。 根据资料． S d 1 6 0 x 6 0 9 6 0 0 平方米 。 S F ， 房柱式开采工作面采出面积． 由计算得 S F -- 1 6 0 x 5 1 6 0 ／ 9 x 3 O x 5 x 2 6 1 3 3平方米。 两者相对比， 布置房柱式回采 ， 比长璧式回采事 提高 8 ％。从这一点说， 采用该方法开采是可行的． 而 且具有较好的经济效益。 6 从安全管理上分析 从安全管理上分析， 该面 施工工艺简单。 工人劳动强度小， 采面不放顶 ， 取消了 危险的打擞工序． 保证了安全生产。 安全生产是煤矿永恒的主题， 任何的生产工艺必 须服从于安全 ， 否则它也不会被认可采纳， 房柱式的 支护材料 火药雷管 奠它材料 设备租赁 项 目名称 电力消耗 消耗 消耗 消耗 成本 房柱式开采 吨煤 l 7 O 元 吨煤3 ． 3 0 元 吨煤 5 ．0 元 吨煤0 ． 7 2 元 吨煤 0 ．6 2 无 高档工作面 吨煤 2 ． 6 4元 吨煤 01 6 元 吨煤 1 2 0元 吨嫫 2 ．0元 吨煤 2 ． 1 B元 两者对比差额 旬9 4元 3 ． 1 4元 _7 ． 0元 一1 ． 2 8元 一 I ． 5 6元 设备维检 吨 艇 吨 煤 月产原煤 每_I效率 项 目名称 成本 工 资 总成本 吨 房柱式开采 吨煤 0 3 元 吨煤 4 ．5元 吨煤 l 74 元 5 0 0 0吨 8 ． 4 吨， 工 高档工作两 吨煤2 ． 5 0 元 吨煤 5 0 元 吨煤2 6 ．4 8 元 1 5 0 0 0 吨 5 ．0 吨， 工 两者对比差萄 i ．2 ． 2元 0 ． 5 0元 9 ． 3 4元 I 说 明 ； “ 一 代 袭 房 柱 式 开 采 比 跃 壁 式 开 采 节 余 ． } 代表 房桂式 开采比 长 壁式开 采超芰 1 ． 卜j 的 成 本 资 料 均 来 自 成 本 统 计 科 苑 论 谈 圆 开采工工艺不但在设计上保证了安全生产． 而且在 日 常的安全管理上也具有高档 ． 炮采工作面所无法比拟 的优越性 ， 主要体现在以下几个方面 A 不放顶． 减少了工作面的动压影响及动压冲击。 B 支护采用了锚杆 ． 取消了危险的打撤工序 ． 减 少了事故机率。 C 工人劳动强度小． 有利于集 中精力作业t 有利 于对各种事故的防范。 D 若采用闭面回采． 块段小， 需要过断层 ． 再加之 收尾时空区未 冒落 ． 正处于临近放顶期 ， 不利于安全 收 尾。 二、 经济成本可靠性 该施工队组 ， 在册人数 2 o 人 ， 其中段干部 3人 段长、 书记 、 剐段长 ， 月产 5 0 0 O 吨． 平均日产 1 6 7吨， 每工效率 8 ． 4吨． 吨煤成本 1 7 ． 1 4 元。如此高的效率 ． 低的成本 ． 是历年来高档工作面所 没有的， 下面简单分析一下工作面的成本构成 1 、 支护材料 ． 采用 1 ．6金属倒楔式锚杆． 每套锚杆 成本 1 9 ． 6元 不舍安装费 ．每延长米消耗锚杆 2 套 总成本3 9 ． 2元 ． 每延长米出原煤 2 3吨。 由上可得吨 煤的支护费用为 1 ．7元。 2 、 根据设计 ， 吨煤火药、 雷管消耗 为 火药 3 ．2 0 元／ 吨． 雷管 1 ． 1 元／ 吨o 3 、 工作面其材料消耗 月份总成本 消耗为 3 o元 吨煤成本消耗Y u ／ 吨； 月份总成本消耗为 2 5 0 0 0元． 吨 煤成本消耗 5 ． 0 元／ 吨。 4 、 工作面电力消耗 根据工作面的机台设备， 估 算工作面的电力成本如下 0 ． 1 2 x 2 4 x 3 0 x 4 0 4 0 3 0 l 1 x o ．3 4 3 ／ 5 0 0 0 ． 7 2 吨 电力总成本 3 6 0 o元／ 月。 5 、 设备租赁费 两台4 们’ 漓子． 一台 p - 3 0 B耙斗． 月份租总额为3 o 7 8 元 ． 吨煤成本 0 ．6 2元。 6 、 设备维检费 两台 4 仉‘ 漓子． 一台 P - 3 o B耙斗， 月份设备维简费顿为 1 4 9 6元． 吨煤成本 0 ． 3 元。 7 、 工资月总成本 2 2 5 0 0元． 吨煤成本 4 ． 5 元。 上述合计成本 吨煤成本 1 7 ． 1 4元／ 吨。 三、 经济效益的可比性 。 为更能体现其成本低廉 ． 使其更有说服力， 我们将其 与同时期、 同水平、 同煤层 的高档工作面进行了一下经济对比， 见表 1 。 说明 。 一 代表房柱式开采比长璧式开采节余。 。 代表房柱式开采比长璧式开采超支。上述的 成本资料均来 自成本统计。 由上表可知 ， 采用房柱式开采比采用高档工作面 开采． 可降低成本 9 ．3 4元／ 吨。 经过上述的安全技术、 经济分析论证 ． 得出该方 法适用于该条件下回采 ， 它保证了安全生产 ， 保证了 煤炭资源回收的要求， 同时降低了成本， 实现了低耗。 四、 房柱式开采边角煤 ， 对现场条件有一定的局 限性。房柱式开采对现场要求比较严格 ． 它要求煤层 中等厚度 3 ． 5 - 4 ． 0 米 ． 不能太厚 不利于一次采全高． 有可能丢煤 ， 也不能太薄 小于 2 10米时． 布置高挡工 作面可提高回采率 ． 走向、 倾向长度不大， 不利于布 置高挡、 综采工作面实行分层开采或一次采全高的边 角煤 ； 对煤层顶板要求是， 顶板完整坚硬， 不 易冒落， 属采矿工程设计。 I、 Ⅱ 类顶板 ， 适用低沼气， 煤层发 火期较长的特殊回采现场 ， 而且对通风防火等提出更 高的要求。否尉， 不适合该开采方法。 表 2 髫 标 性 磺 屡 庠 虞 ．寰 _童 袁石 特 征 挂 岸 厚 璎 鳆 色 较 应 棱 名嚣 I 2 0 檐 砂 岩 灰 色 0 I l 军 磊 羹 苫 悬 { ； 发 育 、 一 2 2 O ● O 八 八 层攥 需色 单煤层、 块状、 光亮受煤 3 Z l l 耪钞岩 灰自色 l O l 层理较发育 、 分选中等 4 2 3 B 4 蛔 砂 者 灰 色 m 1-．o 2 5 曩 螽 较 发 育 、 分 选 好 夹 5 o B B 凝灰磬 乳白色 0 ．O I 岩石置木星泥状 6 1．9 IO ．7 九 九 麂 黑 色 羞 篓 霎 i } ；嚣 夹 矸 、燃 7 O 6 l 1．3 麓 灰 者 乳 白 色 0 O l 童 关 砂 曩 、 量 水 变 鞍 呈 理 I o ．5 I I l 灰页辩 蒜邑 层理发青 犀度不稳定 9 L o l王 8 细 砂 老 灰 白 色 n 卜 O 2 5 曩 暑 磊 誊 霄 、上 部 o 。。 M 岩石完整 为 巨犀层状 、 I O 1 7 4 3 0 -2 担砂者 灰 白色 o 5 2 分遗盖 、 一岩 由上 葡下逐 渐 ． 底部古礤石 复爆层 、 夹 3 ． 5夹矸 厚 4 ． j 3 t3 十廛燃 理色 度 不 鼍定 ， 上 部有 0 ．5 M 暗燃 ． 中部光 亮堪 I 2 ‘ 3 3 8 6 糟砂蛳 灰白色 卜 0 5 屡 理嚣青、 分连中等 维普资讯